No.8ベストアンサー
- 回答日時:
<光の速度を秒速30万キロとして、もし仮に120万キロの宇宙船があったとする。
その宇宙船は秒速20万キロで移動しているとすると、宇宙船の真ん中60万キロの地点に光源があって前後に光の矢を放った時、後壁の検知器が光を検知した時間をTとすると光が後壁にぶつかるまでの距離は❓️この観測者は、外から停止して見ている人が観測者とした時>この場合、移動速度vが光速cの2/3にもなっているので
やはり相対論効果を無視できません:
宇宙船にいる人から見たら後壁に光が届くまでの時間はT=60万/30万=2秒
光が後壁にぶつかるまでの距離はL=60万キロ になる。
これを地上の人が見ると宇宙船はvで動いているので
静止時Lの長さのものはL√(1-v²/c²) に縮んでいるように観測するので
(ローレンツ短縮)
地上から見た場合、光が後壁にぶつかるまでの時間は
t=T√(①-v/c)/√(1+v/c)=2秒×0.447≒0.9秒
地上から見た場合後壁に光が届くまでの光の移動距離は
L’=ct=L√(①-v/c)/√(1+v/c)=60万×0.447≒27万キロ
ということになります。
この回答へのお礼
お礼日時:2023/06/13 18:41
どうもありがとうございました‼️ローレンツ収縮をするという事ですね‼️それで後壁が速く検知して、中の観測者と外の観測者では同時性が崩れるという事ですね‼️解りました。有り難うございます‼️
No.7
- 回答日時:
>という事は相対的に見ると光より速く動く事があるという事ですか❓️
ある観測者(慣性系)が観測する2物体の相対速度に光の速さ以下という
縛りはありません。光が―点から2方向へ、方向が反対になるように
放たれれば、光同士の相対速度は、あたり前ですが2cです。
No.6
- 回答日時:
観測者が何者なのかよく考える必要あり。
地上に検知器を置いて、地上の慣性系で時刻合わせをして
乗り物の前後の壁に光が到達したことを知るには、それなりの
仕組みが必要。
例えば、地上の乗り物の走る経路のすぐ横に沿って検知器を密にずらりと並べて、地上の慣性系で時刻合わせをします。
乗り物の前後の壁に光を90℃曲げるミラーを設置。
乗り物から光を受けた最寄りの検知器で光の到着時刻をはかるなら
後ろの壁からの反射時刻の方が早くなります。
乗り物の慣性系で時刻合わせを行い、乗り物の前後の壁に設置した
検知器では同時になります。
No.5
- 回答日時:
>>乗り物後部の検知器を基準にするとv+cの速度で光に向かっているという事にならないでしょうか❓️
光の速度は定数Cです。
観測者の運動に関係なく、どこでも一定値Cです。
列車内の系(観測者)から見た速度はC、外から見てる人にとってもC。
どちらも同じなんです。
検知器を基準にとっても光速はCで、外から見てる人にとってもC。
No.4
- 回答日時:
何の話をしているかによります。
ガリレイ変換なら、先端は先に進み、光の速度も速くなる。
後端はこちらに向かってくるが光の速度は遅くなる。結局、
両端に同時につく。
特殊相対論なら、光の速度はどちらの方も同じなので、後端の
方が早く着く。
No.3
- 回答日時:
>>この現象の時c+vに記述的にはなる。
なりません。光の進む距離が短くなっただけ。
中間から後部までの距離L、前部までの距離Lとすると
後部まで光の進む距離=L-vt、後部まではL+vt
No.1
- 回答日時:
その乗り物の長さを2Lとするならば、
後方に届く時間tb、前方のそれをtfとすれば、以下になります。
tb=L/(c+v)、 tf=L/(c-v)
但し、搭乗者Aから見れば、以下です。
tb=tf=L/c
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tb=L/(c+v)でtbは時間Lは距離(c+v)は速度。しかし、c+vなんて速度が存在すろのでしょうか❓️光速よりも速く動く事ができないのでは❓️それとも、時間が縮んで計算上ということですか❓️
という事は相対的に見ると光より速く動く事があるという事ですか❓️少なくともこの現象の時c+vに記述的にはなる。しかし、相対論では光速を超える事はできないと。だとしたらこの記述を納得させるには、距離を計る物差しが短くなったという事でしょうか❓️
そう確かに光が進む距離が短くなる、
そうなんですが、ならばここで光を基準にとるのではなく、乗り物後部の検知器を基準にするとv+cの速度で光に向かっているという事にならないでしょうか❓️疑問にしているところは同時性の崩れですが、光速度一定で考えるならば乗り物の外で止まっている観測者も
乗り物に乗っている観測者と同じように同時に前方後方の検知器の検知を感じられるのではないのかという事なのですが⁉️光の進む方向と逆に進む観測者にとっても光の速度はc、光と同じ方向に進む人から見ても光の速度はc、光の進む方向から直角に進んでいる人から見ても光の速度はcという事ですよね。先程の取り上げてもらった課題の考え方は、速度を基準にとればやはり相対的に考えて後方の検知器が先に検知するという事はc+vだと思うのですが⁉️相対速度はc+v?
乗り物の中央から後ろの検知器までの距離は、光が検知器に反応した時の時間をTとした時、光の進んだ距離は(v+c)が無いというなら、cTととって良いという事になるわけですか❓️
光の速度を秒速30万キロとして、もし仮に120万キロの宇宙船があったとする。その宇宙船は秒速20万キロで移動しているとすると、宇宙船の真ん中60万キロの地点に光源があって前後に光の矢を放った時、後壁の検知器が光を検知した時間をTとすると光が後壁にぶつかるまでの距離は❓️この観測者は、外から停止して見ている人が観測者とした時
船が動いていても動いていなくても、検知器が検知する時間は2秒後❓️